устройство для релаксации технологических остаточных напряжений

Формула изобретения

Устройство для релаксации технологических остаточных напряжений в поверхностном слое заготовок, возникающих при лезвийной обработке материалов, посредством поверхностного пластического деформирования с использованием энергии ультразвуковых колебаний, содержащее акустическую систему, кожух, гайку, вставку из звукопоглощающего материала и звукоизоляционную прокладку, отличающееся тем, что оно выполнено с разъемом для присоединения вручную кабеля от ультразвукового генератора и возможностью базирования в корпусе инструментальной оправки для станка с ЧПУ и с функцией автоматической смены инструмента и присоединения к шпинделю упомянутого станка, при этом акустическая система состоит из двух пьезокерамических колец, установленных на торце волновода и жестко закрепленных в металлическом стакане, который закрыт снаружи другим стаканом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при выполнении технологических операций с использованием энергии ультразвукового поля.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности признаков устройством того же назначения является выбранное в качестве прототипа устройство для ультразвуковой релаксации технологических остаточных напряжений (см. патент РФ № 2282525, опубл. 27.08.2006 г.), содержащее акустическую систему, систему упругоинерционных элементов, подвижную втулку, накидную гайку и съемный прилив, расположенный на наружной стороне корпуса для крепления устройства к станку при работе в стационарном режиме.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится то, что в этом устройстве отсутствует возможность его использования на станках с ЧПУ и функцией автоматической смены инструмента, что является причиной значительного увеличения времени на подготовку операции релаксации и ее технологическую ограниченность вследствие использования в узком диапазоне по классам обрабатываемых деталей.

Сущность изобретения заключается в следующем. Заявляемое изобретение направлено на решение задачи эффективной релаксации технологических остаточных напряжений с использованием энергии ультразвукового поля.

Технический результат - снятие технологических остаточных напряжений в поверхностном слое заготовок, возникающих при лезвийной обработке материалов, вследствие использования энергии ультразвуковых колебаний, а также расширение технологических возможностей метода и значительное сокращение времени подготовки операции ультразвуковой релаксации за счет использования устройства в станках с ЧПУ и функцией автоматической смены инструмента.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлено: на фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - продольный разрез.

Посредством конусной части 1 инструментальной оправки устройство базируется в шпинделе станка. Устройство содержит акустическую систему, состоящую из двух пьезокерамических колец 2, установленных на торце волновода 3 при помощи шпильки 4 и гайки 5, жестко закрепленную в металлическом стакане 6, покрытом снаружи стаканом 7 при помощи съемного кожуха 8 со вставленной в него гайкой 9, а в кожухе находится вставка 10 из звукопоглощающего материала, причем между стаканом 7 и съемным кожухом 8 установлена звукоизоляционная прокладка 11. Для исключения поворота волновода 3 вокруг своей оси в нем выфрезерован паз и через отверстие в стакане 7 вставлен штифт. Ультразвуковой инструмент зажимается в стакане 7 двумя винтами 12 с рифлеными шайбами 13 для исключения их самопроизвольного отвинчивания, причем усилие сжатия приходится на стальное кольцо 14, которое вставлено в проточку стакана 7.

Работа устройства осуществляется следующим образом. По заданной управляющей программе происходит автоматическая смена текущего инструмента станка на заявленное устройство, которое предварительно было установлено в инструментальный магазин станка. К разъему 15 устройства вручную присоединяется кабель от ультразвукового генератора, включенного в сеть 220 В/50 Вт, что позволяет передать напряжение на пьезокерамические кольца 2 и вызвать на торце волновода 3 колебания ультразвуковой частоты. Далее необходимые поверхности заготовки подвергаются ультразвуковой релаксации при помощи управляющей программы, занесенной в память системы ЧПУ станка.